分析110kV電力電纜感應(yīng)電壓產(chǎn)生原理及控制方法

藍(lán)少龍

摘 要：根據(jù)對(duì)110kV電力電纜中指定的線芯施加交流電壓的方法，測(cè)量電纜感應(yīng)電壓，對(duì)110kV電力電纜內(nèi)部感應(yīng)電壓大小和分布狀況進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)除了正常屏蔽層的接地之外，電纜的備用線芯也可以對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行抑制。本文主要對(duì)110kV電力電纜的感應(yīng)電壓產(chǎn)生原理和控制方法進(jìn)行研究，以便為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：110kV；電纜；感應(yīng)電壓；產(chǎn)生原理；控制方法

1 110kV電力電纜感應(yīng)電壓產(chǎn)生的原理

通電導(dǎo)線的周圍會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)，按照右手螺旋定則，能夠?qū)Υ艌?chǎng)方向進(jìn)行確定，如果磁場(chǎng)變化，那么這一磁場(chǎng)內(nèi)會(huì)激發(fā)和磁場(chǎng)方向垂直的漩渦電廠。以下圖為例，導(dǎo)線a是通電直導(dǎo)線，b是和a緊挨放置的開路直導(dǎo)線。a接通方向?yàn)樯系闹彪娏?，按照右手螺旋定則，a周圍會(huì)出現(xiàn)以其為軸的逆時(shí)針環(huán)形磁場(chǎng)，逐漸加大a的電流，隨之增加的磁場(chǎng)內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)漩渦電場(chǎng)，取圖左側(cè)，a磁場(chǎng)剖面對(duì)這一漩渦電場(chǎng)方向進(jìn)行分析。a磁場(chǎng)的方向?yàn)橛蓛?nèi)至外，并不斷增加，按照楞次定律，感應(yīng)電力磁場(chǎng)總是阻礙產(chǎn)生其的原磁通量變化，這是，漩渦電場(chǎng)只有由外向內(nèi)的磁場(chǎng)可以阻礙a的磁場(chǎng)增強(qiáng)，按照右手螺旋定則，可以判斷這里渦旋電場(chǎng)內(nèi)位移電流方向是順時(shí)針。位于渦旋電場(chǎng)內(nèi)的b，其自由電子沿著電場(chǎng)力反方向進(jìn)行移動(dòng)，造成b上端聚集負(fù)電荷，下端則聚集正電荷，可以將b看做電源，電動(dòng)勢(shì)方向規(guī)定是負(fù)極指向正極，和a電流的方向相反。

如果a電流的方向沒有變化，逐漸降低電流，其磁場(chǎng)也逐漸減弱，這時(shí)，b感生電動(dòng)勢(shì)的方向是由下指向上，和a電流的方向一致。在a通入的方向向下，電力不斷降低時(shí)，渦旋電場(chǎng)方向是順時(shí)針，b感生電動(dòng)勢(shì)的方向是由上指向下，和a電流的方向也一致，所以，在a通入正弦交流電時(shí)，b感生電動(dòng)勢(shì)相位落后于a電流相位。

2 110kV電力電纜感應(yīng)電壓控制的方法

（1）屏蔽接地，擇芯進(jìn)行選取。分別對(duì)擁有線芯獨(dú)立屏蔽層電纜與只有整體屏蔽層電纜感應(yīng)電壓進(jìn)行測(cè)量和比較，經(jīng)過實(shí)際測(cè)量，具有獨(dú)立屏蔽層的電纜中，對(duì)其一根線芯對(duì)地施加230V交流電壓，在全部屏蔽層和鋼鎧是不接地條件下，和此線芯處在相同屏蔽層的線芯的感應(yīng)電壓是170V，其他獨(dú)立屏蔽層的線芯感應(yīng)電壓是的160V，在屏蔽接地之后，和加電線芯位于相同屏蔽層的線芯感應(yīng)電壓是40V，其他的獨(dú)立屏蔽層線芯感應(yīng)電壓是0V，屏蔽層的接地能夠有效消除線芯電磁感應(yīng)。

對(duì)另一根整體屏蔽的電纜進(jìn)行測(cè)試，分別是在屏蔽層接地和不接地的條件下，對(duì)電纜中外圈和內(nèi)圈某線芯施加230V電壓，得出屏蔽層感應(yīng)電壓對(duì)線芯感應(yīng)電壓具有很強(qiáng)疊加效應(yīng)，也再次證明電纜的屏蔽層接地作用。相同屏蔽層在線芯感應(yīng)電壓也會(huì)隨和通電線芯距離的遠(yuǎn)近而出現(xiàn)變化，距離最遠(yuǎn)感應(yīng)電壓為最小，尤其在屏蔽層接地條件下比較明顯，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出最遠(yuǎn)和最近感應(yīng)電壓相差了53V。

上述實(shí)驗(yàn)是線芯開路條件下測(cè)量的，假如電纜比較短，線芯接上負(fù)載之后感應(yīng)電壓就比較低，假如電纜比較長，感應(yīng)電容量也就增加，因此在選擇電纜時(shí)，盡可能使用具有獨(dú)立屏蔽層的電纜，接線時(shí)也不可以把相同獨(dú)立屏蔽層線芯當(dāng)做控制合、跳閘指令線，避免干擾。

（2）備用線芯的接地，對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行抑制。相同屏蔽層中任何線芯感應(yīng)電壓對(duì)其他線芯感應(yīng)電壓都有一定疊加的效果，以A線芯作為測(cè)量的對(duì)象，對(duì)另一線芯施加230V電壓，其他線芯和屏蔽層一起接地，這時(shí)測(cè)得A線芯的感應(yīng)電壓是14V，根據(jù)線芯的編號(hào)依據(jù)對(duì)接地進(jìn)行解除。實(shí)驗(yàn)表明，電纜內(nèi)每個(gè)線芯感應(yīng)電壓對(duì)其他線芯都具有疊加的效果。如果屏蔽層沒有接地，電纜內(nèi)有某一線芯接地，這對(duì)整個(gè)電纜中線芯感應(yīng)電壓有很大的抑制。對(duì)整體屏蔽的電纜來說，內(nèi)部的線芯感應(yīng)電壓不能徹底被消除，借助備用的線芯進(jìn)行接地有利于其他線芯的感應(yīng)電壓降低。

（3）電纜的屏蔽接在隔離變壓器副繞組的N極。對(duì)電纜的電源使用隔離變壓器控制回路，電纜的屏蔽層接地?zé)o法削弱線芯的感應(yīng)電壓，因?yàn)楦綦x變次級(jí)繞組和大地相隔離，沒有電位關(guān)系。隔離變負(fù)載都以隔離變的次級(jí)繞組N出線端作為0電位，只有把電纜的屏蔽層接在隔離變的N出線端中，使屏蔽層在隔離變的負(fù)載回路中的電壓值為0，才可以消除電纜屏蔽層的感應(yīng)電壓對(duì)線芯的感應(yīng)電壓疊加的效應(yīng)。

這里需要注意一點(diǎn)，隔離變壓器是安全電源，因?yàn)槠浯渭?jí)繞組和大地是隔離的，人們單獨(dú)觸碰其任何輸出的線路都不會(huì)有觸電現(xiàn)象出現(xiàn)，在對(duì)因?yàn)楦綦x變而引起的感應(yīng)電壓?jiǎn)栴}進(jìn)行處理時(shí)，需要把電纜屏蔽層接在隔離變次級(jí)繞組的N上，但是絕對(duì)不能接地，也不能把隔離變次級(jí)繞組接地，不然隔離變就失去了充作安全電源的作用。

3 結(jié)語

綜上所述，在110kV電力電纜中，了解其感應(yīng)電壓原理和控制方法具有重要意義，有助于電纜的安全、有效運(yùn)行，對(duì)人們的日常生活帶來便利，因此需要引起人們的重視，不斷對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)與完善，促進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展。

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（作者單位：國網(wǎng)廈門供電公司）